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Welt Mit Mini-Plazentas auf der Spur von Fehlgeburten
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19:00 28.11.2018
Wissenschaftlern ist es gelungen, Plazenta-Miniaturen im Labor zu erzeugen. Quelle: Centre for Trophoblast Research/dpa
Cambridge

Als Modell für die Untersuchung der frühen Schwangerschaft haben britische Wissenschaftler Mini-Plazentas im Labor erzeugt. Die dreidimensionalen Miniaturen seien in ihrem Aufbau und ihrer Funktion mit dem natürlichen Vorbild vergleichbar, schreiben die Forscher im Fachmagazin „Nature“. Sie bildeten etwa schwangerschaftstypische Hormone und Wachstumsfaktoren. Das zeige sich unter anderem darin, dass ein gewöhnlicher Schwangerschaftstest bei Kontakt mit der Zellkultur mit „positiv“ reagiert.

Die ersten Wochen sind die kritischste Phase einer Schwangerschaft. Die meisten Fehlgeburten ereignen sich bis zur 12. Woche, danach nimmt das Risiko erheblich ab. Was genau eine Schwangerschaft fehlschlagen lässt, ist oftmals unklar. Es ist möglich, dass der Embryo aus genetischen Gründen nicht entwicklungsfähig ist. Oftmals kommt es auch zu Problemen bei der Einnistung in die Gebärmutter oder der Ausbildung der Plazenta, auch Mutterkuchen genannt.

Funktionsfähige Plazenta-Miniaturen im Labor

„Die Plazenta ist absolut essenziell für die Versorgung des Babys, während es im Mutterleib heranwächst“, erläutert Margherita Turco von der University of Cambridge. „Aber unser Wissen über dieses wichtige Organ ist sehr begrenzt, weil gute experimentelle Modelle fehlen.“ Funktioniere die Plazenta nicht richtig, drohten Probleme wie Fehlgeburten oder Präeklampsie, eine gefährliche Schwangerschaftserkrankung, die mit Bluthochdruck einhergeht. Die Plazenta besteht aus embryonalem und mütterlichem Gewebe.

Gemeinsam mit ihrem Team erzeugte Turco nun also Plazenta-Miniaturen im Labor. Als Ausgangsmaterial nutzten die Wissenschaftler Zellgewebe, das bei Schwangerschaftsabbrüchen in der sechsten bis 12. Woche angefallen war. Sie betteten das Zellgemisch in ein Gelbett ein und gaben spezielles Nährmedium hinzu. Daraufhin entwickelten sich dreidimensionale Strukturen, welche die Forscher als Trophoblast-Organoide bezeichnen. Der Trophoblast ist die äußere Zellschicht des Blastozysten, also des wenige Tage alten Embryos. Die Zellen sorgen für die Einnistung in die Gebärmutter und bilden später sogenannte Zotten aus, die dann den embryonalen Anteil der Plazenta bilden.

Plazenta ähnelt dem ersten Schwangerschaftsdrittel

Die Organoide erwiesen sich als genetisch stabil und lange lebensfähig; drei zufällig ausgefällte Exemplare seien auch nach einem Jahr noch funktional, schreiben die Forscher. Sie organisierten sich zudem zu Zotten-ähnlichen Strukturen und bildeten typische Hormone, Wachstumsfaktoren und andere Moleküle. Darin ähnelten sie Plazentas, wie sie natürlicherweise im ersten Schwangerschaftsdrittel entstehen.

Die Modelle sollen nun dabei helfen, die Vorgänge zu Beginn einer Schwangerschaft besser verstehen zu lernen und herauszufinden, warum manche Schwangerschaften fehlschlagen. Es sei auch möglich zu untersuchen, warum die Plazenta normalerweise das Eindringen von Erregern bremst, aber in einigen Fällen dabei versagt, etwa beim Zika-Virus. Auch die Sicherheit von Medikamente könne mit den Mini-Plazentas erforscht werden.

Im vergangenen Jahr habe das Forscherteam bereits die Gebärmutterschleimhaut in einem Zellkulturmodell nachgebildet, heißt es in einer Mitteilung der University of Cambridge zu der aktuellen Studie. „Jetzt, wo wir Organoid-Modelle von beiden Seiten der Verbindungsstelle haben – von dem mütterlichen und dem Plazenta-Gewebe – können wir anfangen zu erforschen, wie diese beiden Seiten miteinander reden“, erläutert Studienleiterin Ashley Moffet.

Begrenzte Einsatzmöglichkeiten der Mini-Plazenta

Ein sehr ähnliches Plazenta-Modell haben österreichische Wissenschaftler um Martin Knöfler von der Medizinischen Universität Wien im August dieses Jahres vorgestellt. Mit den Modellen ließen sich die Funktion und Entstehung der unterschiedlichen Zelltypen sowie bestimmte Schwangerschaftserkrankungen erforschen. „Die Organoide werden tiefe Einblicke in diese Prozesse liefern“, sagte Knöfler.

Dass die Mini-Modelle einen festen Platz in der Plazentaforschung bekommen, sagt auch Berthold Huppertz, ebenfalls von der Medizinischen Universität Graz. Allerdings hätten die Einsatzmöglichkeiten Grenzen. „Auch wenn diese Organoide sehr komplexe Systeme sind, so sind sie doch noch weit von der Morphologie einer Plazenta entfernt.“ Die Strukturen innerhalb der Plazenta mit Bindegewebe und Blutgefäßen fehlten in den Organoiden. „Damit können sie für Untersuchungen des frühen Trophoblasten herangezogen werden, können aber nicht als Modell der kompletten frühen Plazenta angesehen werden.“

Von RND/dpa

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